
幂墙的连接与锚固必须可靠,其承载力必须通过计算或实物试验予以确认,并要留有余地。为防止偶然因素产生突然破坏,连接用的螺栓、铆钉等主要部件,至少需布置2个。
主体结构的混凝土强度等级也直接关系到锚固件的可靠工作,除加强混凝土施工的工程质量管理外,对混凝土的最低的强度等级也相应作出规定。采用幕墙的建筑一般要求较高,多数是较大规模的建筑,混凝土强度等级宜不低于C30。
通常幕墙的立柱应直接与主体结构连接,以保持幕墙的承载力和侧向稳定性。有时由于主体结构平面的复杂性,使某些立柱与主体结构有较大的距离,难以直接在其上连接,这时,要在幕墙立柱和主体结构之间设置连接桁架或钢伸臂。
立柱与主体结构连接方式
1-连接钢桁架;2-横粱;3-面板;4-立柱;5-连接钢伸臂
当幕墙的立柱是铝合金时,铝合金与钢材的热胀系数不同,温度变形有差异。铝合金立柱与钢桁架、钢伸臂连接后会产生温度应力。设计中应考虑温度应力的影响,或者使连接有相对位移能力,减少温度应力。
幕墙横梁与立柱的连接,立柱与锚固件或主体结构钢梁、钢材的连接,通常通过螺栓、焊缝或铆钉实现。现行国家标准《钢结构设计规范》对上述连接均作了详细的规定,可参照上述规定进行连接设计。详见石材商城。
幕墙构件与混凝土结构的连接一般是通过预埋件实现的,预埋件的锚固钢筋是锚固作用的主要来源。因此混凝土对锚固钢筋的黏结力是决定性的。因此预埋件必须在混凝土浇灌前埋入,施工时混凝土必须密实振捣。目前实际施工中,往往由于放入预埋件时,未采取有效措施来固定预埋件,混凝土浇铸时往往使预埋件大大偏离设计位置,影响立柱的连接,甚至无法使用。因此应将预埋件可靠地固定在模板上或钢筋上。
当施工未设预埋件、预埋件漏放、预埋件偏离设计位置太远、设计变更、旧建筑加装幕墙时,往往要使用后锚固螺栓。采用后锚固螺栓(膨胀螺栓或化学螺栓)时,应注意满足下列耍求:
1.采用质量可靠的品牌,有检验证书、出厂合格证和质量保证书。
2.用于立柱与主体结构连接的后加螺栓,每处不少于2个,直径不小于lOmm,长度不小于llOmm。螺栓应采用不锈钢或热镀锌碳素钢。
3.必须进行现场拉拔试验,有试验合格报告书。
4.优先设计成螺栓受剪的节点形式。详见中国石材网。
5.螺栓承载力不得超过厂家规定的承载力。并按厂家规定的方法进行计算。对于预埋件的要求,主要是根据有关研究成果和冶金部《预埋件设计规程》(YS11-79)。
1.承受剪力的预埋件,其受剪承载力与混凝土强度等级、锚固面积、直径等有关。在保证锚固长度和锚筋到构件边缘距离的前提下,根据试验提出了半理论、半经验的公式,并考虑锚筋排数、锚筋直径对受剪承载力的影响。
2.承受法向拉力的预埋件,钢板弯曲变形时,锚筋不仅单独承受拉力,还承受钢板弯曲变形引起的内剪力,使锚筋处于复合应力,参考冶规YSIl- 79的规定,在计算公式中引入锚板弯曲变形的折减系数。
3.承受弯矩的预埋件,试验表明其受压区合力点往往超过受压区边排锚筋以外,为方便和安全考虑,受弯力臂取以外排锚筋中心线之间的距离为基础,在计算公式中引入锚筋排数对力臂的折减系数。
4.承受拉力和剪力或拉力和弯矩的预埋件,根据试验结果,其承载力均取线性相关关系。
5.承受剪力和弯矩的预埋件,根据试验结果,当V/V。o>0.7时,取剪弯承载力线性相关,当V/V。o≤0.7时,取受剪承载力与受弯承载为不相关。
6.承受剪力、压力和弯矩的预埋件,其承载力公式是参考冶规(YS11-79)和苏联84年规范的方法以及国内的试验结果提出的,设计取值偏于安全。当N<0.5fcA时,可近似取M-0.4NZ=O作为受压剪承载力与受压弯剪承载力计算的界限条件。本规范公式(C.0.1-3)中系数 0.3是与压力有关的系数,与试验结果比较,其取值是偏于安全的。当M<0.4NZ时,公式(C.0.1-3)即为冶规公式。当N=O时,公式 (C.O.I-1)与公式(C.0.1-3)相衔接。
在承受法向拉力和弯矩的公式中均乘以0.8,这是考虑到预埋件的重要性、受力复杂性而采取提高其安全储备的系数。
直锚筋和弯折锚筋同时作用时,取总剪力中扣除直锚筋所能承担的剪力,即为弯折锚筋承拉剪力的面积:
Asb≥(1. 1V-a,,fsAs)/0.8fs
根据国外有关规范和国内对钢与混凝土组合结构中弯折锚筋的试验表明:弯折锚筋的角度对受剪承载力影响不大。同时,考虑构造等原因,控制弯折角度在 150~450之间,此时锚筋强度可不折减。上述公式中的I.I是考虑两种形式的钢筋同时受力时的不均匀系数0.9的倒数。当不设置直锚筋或直锚筋仅按构造设置时,茌计算中应不予以考虑,取A。=0。
这里预埋件基本构造要求,应满足常用的预埋件作为目标,计算公式是根据这些基本构造要求建立的。
在进行锚筋面积A。计算时,假定锚筋充分发挥了作用,应力达到其强度设计值fs。要使锚筋应力达到fs而不滑移、拔出,就要有足够的锚固长度,锚固长度L。与钢筋型式、混凝土强度、钢材品种有关,在现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GBJlO)中有相应规定。由于L。的数值过大,在幕墙预埋件中采用有困难,所以可以采用低应力设计方法,增加锚筋面积,降低锚筋实际应力,从而减小锚固长度。当锚筋实用面积达到计算面积的1.4倍时,可以将锚筋长度减小至180mm。中国石材一推网(http://www.chinastone2013.com)
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